基于GEF的MiniGUI可視化開發(fā)工具設(shè)計
1 概 述
隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,圖形用戶界面(Graphical User Interface,GUI)在嵌入式系統(tǒng)中的地位也越來越重要。
目前比較成熟的嵌入式GUI系統(tǒng)包括MicroWin-dows、Qt/Embedded、MiniGUI等。MicroWindows可移植性好,開發(fā)重點在底層的圖形引擎,但窗口系統(tǒng)和圖形接口方面的功能還比較欠缺。Qt/Embedded可移植性較好,基于Qt的X Window程序可以非常方便地移植到嵌入式系統(tǒng),但對系統(tǒng)硬件要求較高,主要用于手持設(shè)備。MiniGUI最初是為了工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的,定制能力強,速度快,性能好,特別適合于實時性要求高的場合。由于受到嵌入式系統(tǒng)硬件資源的限制,對嵌入式系統(tǒng)GUI的基本要求包括:占用資源少、高性能、高可靠性、可配置。本文設(shè)計的可視化開發(fā)工具選擇MiniGUI作為圖形界面支持系統(tǒng)。
MiniGUI是一款遵循LGPL條款的純自由軟件,是根據(jù)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用特點量身定做的圖形界面支持系統(tǒng),得到了廣泛應(yīng)用。它提供了完備的多窗口機制和消息傳遞機制,以及對話框和常用的控件類,包括文本框、按鈕、編輯框、列表框等;非常小巧,包含全部功能的庫文件僅為300 KB左右。傳統(tǒng)的MiniGUI程序開發(fā)是基于文本編輯器的,開發(fā)人員在程序源代碼編寫過程中無法預(yù)先看到窗口、控件的整體效果,缺乏一個可視化的開發(fā)環(huán)境。因此,本文設(shè)計了一個MiniGUI可視化開發(fā)工具,并使用Eclipse GEF(Graphical Editing Framework)實現(xiàn)。
2 可視化開發(fā)工具整體設(shè)計
2.1 功能需求
可視化開發(fā)工具要提供界面布局設(shè)計功能,主要包括:界面上控件位置的擺放、屬性的設(shè)置,為每個控件定義callback函數(shù);菜單、狀態(tài)條、位圖編輯;響應(yīng)界面編輯過程中發(fā)生的交互事件,比如drop/drag、undo/redo、move、de-lete、resize等;保存及解析呈現(xiàn)相應(yīng)布局的功能;根據(jù)用戶設(shè)計生成可運行的MiniGUI源代碼。
2.2 整體結(jié)構(gòu)
可視化開發(fā)工具主要由界面設(shè)計工具和源代碼生成工具兩部分組成。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
界面設(shè)計工具:實現(xiàn)所見即所得的界面編輯器功能,可以根據(jù)需要改變和調(diào)整顯示的內(nèi)容和形式,這使得用戶界面的制作非常方便。采用傳統(tǒng)的面向?qū)ο笤O(shè)計方法來開發(fā)可視化界面,會遇到用戶界面和底層的數(shù)據(jù)雜合、接口擴展導(dǎo)致的類膨脹等問題,因此界面設(shè)計工具使用MVC模式設(shè)計。用戶通過界面設(shè)計工具的“控件設(shè)計”設(shè)置控件屬性;“交互事件響應(yīng)”用于響應(yīng)界面編輯過程中發(fā)生的交互事件,完成控件屬性的修改。這兩部分對應(yīng)MVC中的Control-ler。“控件類”保存控件的各種屬性,對應(yīng)Model。“控件顯示”根據(jù)控件類的屬性設(shè)置顯示控件,對應(yīng)View。XML文檔則負(fù)責(zé)保存界面布局,控件類也能夠根據(jù)XML解析文檔內(nèi)容得到自身屬性。
源代碼生成工具:通過遍歷所有控件類的屬性,將圖形用戶界面布局按照運行平臺要求(目前僅支持RTEMS)生成相應(yīng)的MiniGUI源代碼。
2.3 組織結(jié)構(gòu)
所有控件類通過樹的形式來管理。樹的頂層表示一個管理的工程,其下包括所有的對話框、菜單、狀態(tài)條及位圖資源,對話框的子節(jié)點是其上顯示的所有控件,菜單包括彈出菜單和菜單項,狀態(tài)條與對話框類似,樹形結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于XML文檔會被Java解析成樹形結(jié)構(gòu),解析界面布局的過程就是一個樹的遍歷過程。使用樹形結(jié)構(gòu)來組織控件類,能夠讓軟件在邏輯上簡單易懂,控件組織關(guān)系清晰明了,并且通過樹的遍歷可以保存界面布局及生成源代碼。
由于圖形用戶界面中許多元素具有共同屬性,本文把這些元素的共有屬性及方法抽象出來作為基類。主要使用2個基類:容器類Content和控件類Control。Content主要包括容器ID、文字屬性及保存解析控件等方法;Control主要包括控件ID、位置大小、控件風(fēng)格等屬性,以及保存解析控件、生成源代碼等方法。其中,對話框、菜單、狀態(tài)條和位圖繼承自Content,如圖3(a)所示;對話框控件繼承自Control,如圖3(b)所示。在生成源代碼等操作時自頂向下遍歷整個界面工程,可直接調(diào)用基類的方法,無需區(qū)分控件具體的類別。這樣提高了代碼的重用度,減少了冗余代碼。
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